[實(shí)用新型]一種IGBT短路保護(hù)軟關(guān)斷電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220510884.1
• 申請(qǐng)日: 2012-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN202888814U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王少伯;李瑞英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京合康億盛變頻科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/20
• 分類號(hào): H02H7/20
• 代理公司: 北京國(guó)帆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電路保護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變頻器短路保護(hù)電路。?

背景技術(shù)

IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。?

在變頻器中，IGBT是非常關(guān)鍵的器件，必須對(duì)其做全方位的保護(hù)。而IGBT的短路保護(hù)更是重中之重。變頻器短路發(fā)生時(shí)，通常都伴隨著嚴(yán)重設(shè)備故障、誤操作，極可能造成設(shè)備損壞或者人身傷亡事故。而IGBT的短路保護(hù)正是避免這種后果的最好方法之一。?

在變頻器中，IGBT發(fā)生短路時(shí)會(huì)伴隨著極大的電流，最大可達(dá)到IGBT額定電流的幾倍。IGBT短路檢測(cè)電路由另外電路實(shí)現(xiàn)，在本申請(qǐng)人此前的專利申請(qǐng)中公開，專利申請(qǐng)?zhí)枮椋?01220444103.3。如果IGBT的短路檢測(cè)電路檢測(cè)到IGBT短路，需要比控制器發(fā)出IGBT-Driver關(guān)斷IGBT命令更早的關(guān)斷IGBT命令，防止IGBT過熱損壞。此時(shí)IGBT短路檢測(cè)電路產(chǎn)生IGBT-Fault信號(hào)，使此信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖健?

以往的電路中，由于主回路上寄生電感的存在，短路保護(hù)時(shí)關(guān)斷過大的電流就會(huì)產(chǎn)生過高的關(guān)斷過電壓，很容易就會(huì)超出IGBT的安全工作區(qū)，從而造成IGBT的過電壓失效。如果在IGBT短路時(shí)延長(zhǎng)IGBT的關(guān)斷時(shí)間，就可實(shí)現(xiàn)IGBT的短路軟關(guān)斷，從而降低了IGBT的關(guān)斷過電壓，保護(hù)了IGBT。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種IGBT短路保護(hù)軟關(guān)斷電路，在IGBT短路時(shí)延長(zhǎng)IGBT的關(guān)斷時(shí)間，降低IGBT的關(guān)斷過電壓，保護(hù)IGBT。?

技術(shù)方案：一種IGBT短路保護(hù)軟關(guān)斷電路，包括：三極管Q1、三極管Q3、三極管Q4；二極管D2、PNP三極管Q2；驅(qū)動(dòng)電阻R4、驅(qū)動(dòng)電阻R6、驅(qū)動(dòng)電阻R7、電阻R2、限流電阻R3、限流電阻R5，其特征在于，限流電阻R3、限流電阻R5分別是三極管Q3、三極管Q4的基極限流電阻，限流電阻R3、限流電阻R5的一端并聯(lián)于IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)IGBT-Driver的一端，限流電阻R5另一端與三極管Q3、驅(qū)動(dòng)電阻R7串聯(lián)后接地；限流電阻R3的另一端與三極管Q4、驅(qū)動(dòng)電阻R6串聯(lián)后接地；限流電阻R5另一端與二極管D2、三極管Q1串聯(lián)后與IGBT飽?和壓降檢測(cè)信號(hào)IGBT-Fault相連接；三極管Q1、電阻R2、PNP三極管Q2、驅(qū)動(dòng)電阻R4串聯(lián)后接地；?

當(dāng)IGBT短路時(shí)，短路檢測(cè)電路產(chǎn)生IGBT飽和壓降檢測(cè)信號(hào)IGBT-Fault，使此信號(hào)由低電平-10V變?yōu)楦唠娖?15V，三極管Q4保持關(guān)斷，三極管Q1飽和導(dǎo)通，二極管D2將三極管Q3的基極鉗位至-10V，三極管Q3被關(guān)斷；而PNP三極管Q2此時(shí)導(dǎo)通，IGBT的柵極通過驅(qū)動(dòng)電阻R4由+15V放電至-10V；通過合理設(shè)定驅(qū)動(dòng)電阻R4阻值，就能延長(zhǎng)IGBT的關(guān)斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)IGBT的短路軟關(guān)斷；?

當(dāng)IGBT未發(fā)生短路時(shí)，IGBT飽和壓降檢測(cè)信號(hào)IGBT-Fault一直保持高電平+15V，PNP三極管Q2一直保持關(guān)斷；IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)IGBT-Driver為高電平+15V時(shí)，三極管Q3導(dǎo)通，三極管Q4關(guān)斷，驅(qū)動(dòng)電阻R7控制IGBT的開通時(shí)間；當(dāng)IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)IGBT-Driver變?yōu)榈碗娖?10V時(shí)，三極管Q4導(dǎo)通，三極管Q3關(guān)斷，通過驅(qū)動(dòng)電阻R6控制IGBT的關(guān)斷時(shí)間。?

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：此電路全部采用分立器件完成，具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)；IGBT短路時(shí)與IGBT正常工作時(shí)的關(guān)斷電路分別采用不同的支路，相互之間無(wú)干擾；可以方便調(diào)整IGBT關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電阻，配合IGBT的集電極、發(fā)射極之間電壓的測(cè)量，可以很方便的達(dá)到理想IGBT短路保護(hù)軟關(guān)斷的效果。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型IGBT短路保護(hù)軟關(guān)斷電路示意圖；?

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例電路示意圖；?

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中IGBT未發(fā)生短路時(shí)的IGBT集電極-發(fā)射極關(guān)斷過電壓圖；?

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中IGBT未發(fā)生短路時(shí)的柵極-發(fā)射極電壓波形圖；?

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中IGBT發(fā)生短路時(shí)的集電極-發(fā)射極關(guān)斷過電壓圖；?

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中IGBT短路時(shí)的柵極-發(fā)射極電壓下降波形圖；?

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中IGBT發(fā)生短路時(shí)的集電極-發(fā)射極關(guān)斷過電壓圖；?